(57)【要約】【課題】電力変換装置における各パワーモジュールの直流端に流入する電流の不均一を抑制することである。【解決手段】電力変換装置における電源ラインブスバーに関する。電力変換装置のアームに電源ラインブスバー９１ａは接続され、アームは、第１の方向に対して順に設けられ電気的に並列接続されるパワーモジュール１１〜１３を含む。電源ラインブスバー９１ａは、接続部８０を有するメインブスバー５０と、接続部８０と第２パワーモジュール１２の直流端子２２Ｐとを接続するセンターブスバー６５と、接続部８０と第１パワーモジュールの直流端子２１Ｐとを接続し、接続部８０と第３パワーモジュールの直流端子２３Ｐとを接続し、実質的に線対称な形状のサイドブスバー６０とを備える。【選択図】図４
2013183615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置のアームに接続される電源ラインブスバーであって、
前記アームは、それぞれが少なくともひとつの半導体スイッチを有し、第１の方向に対して順に設けられ電気的に並列接続されるべき第１パワーモジュール、第２パワーモジュール、第３パワーモジュールを含み、
前記電源ラインブスバーは、
接続部が設けられ、前記第１の方向に延設され、前記第１乃至第３パワーモジュールとは前記第１の方向に垂直な第２の方向に離間して設けられたメインブスバーと、
前記接続部と前記第２パワーモジュールの直流端子とを接続するセンターブスバーと、
前記接続部と前記第１パワーモジュールの直流端子とを接続し、前記接続部と前記第３パワーモジュールの直流端子とを接続し、かつ、前記第２パワーモジュールの直流端子を通る前記第１の方向に垂直な面と実質的に面対称な形状のサイドブスバーと、
を備えることを特徴とする電源ラインブスバー。
【請求項２】
電力変換装置のアームに接続される電源ラインブスバーであって、
前記アームは、それぞれが少なくともひとつの半導体スイッチを有し、第１の方向に対して順に設けられ電気的に並列接続されるべき第１パワーモジュール、第２パワーモジュール、第３パワーモジュールを含み、
前記電源ラインブスバーは、
第１接続部が設けられ、前記第１の方向に延設され、前記第１乃至第３パワーモジュールとは前記第１の方向に垂直な第２の方向に離間して設けられたメインブスバーと、
前記第１接続部と前記第１パワーモジュールの直流端子とを接続しその間に第２接続部が設けられる第１サイドブスバーと、前記第１接続部と前記第３パワーモジュールの直流端子とを接続しその間に第３接続部が設けられる第２サイドブスバーとを有し、かつ、前記第２パワーモジュールの直流端子を通る前記第１の方向に垂直な面と実質的に面対称な形状のサイドブスバーと、
前記第２接続部と前記第２パワーモジュールの直流端子とを接続し、前記第３接続部と前記第２パワーモジュールの直流端子とを接続し、かつ、前記第２パワーモジュールの直流端子を通る前記第１の方向に垂直な面と実質的に面対称な形状のセンターブスバーと、
を備えることを特徴とする電源ラインブスバー。
【請求項３】
前記メインブスバーにひとつの第１接続部が設けられ、
前記第１サイドブスバーと、前記第２サイドブスバーとが一体となった前記サイドブスバーを備えることを特徴とする請求項２に記載の電源ラインブスバー。
【請求項４】
前記メインブスバーにふたつの第１接続部が設けられ、
一方の前記第１接続部に接続される前記第１サイドブスバーと、
他方の前記第１接続部に接続される前記第２サイドブスバーとが分離された前記サイドブスバーを備えることを特徴とする請求項２に記載の電源ラインブスバー。
【請求項５】
上アームと下アームと、
前記上アームに接続される上側電源ラインブスバーと、
前記下アームに接続される下側電源ラインブスバーと、
を備え、
前記上アームと前記下アームの少なくとも一方は、それぞれが少なくともひとつの半導体スイッチを有し、第１の方向に対して順に設けられ電気的に並列接続されるべき第１パワーモジュール、第２パワーモジュール、第３パワーモジュールを含み、
前記上側電源ラインブスバーと前記下側電源ラインブスバーの少なくとも一方が請求項１乃至４のいずれかに記載の前記電源ラインブスバーであることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
上アームと下アームと、
前記上アームに接続される上側電源ラインブスバーと、
前記下アームに接続される下側電源ラインブスバーと、
を備え、
前記上アームと前記下アームの少なくとも一方は、それぞれが少なくともひとつの半導体スイッチを有し、第１の方向に対して順に設けられ電気的に並列接続されるべき第１パワーモジュール、第２パワーモジュール、第３パワーモジュールを含み、
前記上側電源ラインブスバーと前記下側電源ラインブスバーの両方が請求項１乃至４のいずれかに記載の前記電源ラインブスバーであり、互いに絶縁された状態でスタックされることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、一般的な大容量の電力変換装置（インバータ）２の回路図である。電力変換装置２は、モータをはじめとする負荷４を駆動するために利用される。上側電源ラインＬＰと出力端子との間には上アーム７Ｐ（Ｕ〜Ｗ）が、下側電源ラインＬＮと出力端子との間には下アーム７Ｎ（Ｕ〜Ｗ）が、各相（Ｕ〜Ｗ）ごとに設けられる。アームは、１個または複数個の並列接続された半導体スイッチ８を備え、上アーム７Ｐは上側半導体スイッチ８Ｐにより構成され、下アーム７Ｎは下側半導体スイッチ８Ｎにより構成される。上側半導体スイッチ８Ｐと下側半導体スイッチ８Ｎは、電源ラインに接続されるべき直流端子と負荷４に接続されるべき交流端子とを備えるいくつかのパワーモジュールにパッケージされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
大容量の電力変換装置２では、ブスバーを介して半導体スイッチ８を含むパワーモジュールへ電力供給されることが一般的である。複数のパワーモジュールを並列接続するときに各パワーモジュールに流れる電流が異なると、多くの電流が流れるパワーモジュールの特性を選択したり、必要以上に大電力容量のパワーモジュールを選択したりする必要があり、コストアップにつながる。
【０００５】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、複数個のパワーモジュールを並列接続させた構成を有する電力変換装置２において、各直流端子に流入する電流の均等化にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、電力変換装置における電源ラインブスバーに関する。電力変換装置のアームに電源ラインブスバーは接続され、アームは、それぞれが少なくともひとつの半導体スイッチを有し、第１方向に対して順に設けられ電気的に並列接続される第１パワーモジュール、第２パワーモジュール、第３パワーモジュールを含む。電源ラインブスバーは、接続部が設けられ、第１の方向に延設され、第１〜第３パワーモジュールとは第１の方向に垂直な第２の方向に離間して設けられたメインブスバーと、接続部と第２パワーモジュールの直流端子とを接続するセンターブスバーと、接続部と第１パワーモジュールの直流端子とを接続し、接続部と第３パワーモジュールの直流端子とを接続し、かつ、第２パワーモジュールの直流端子を通る第１の方向に垂直な面と実質的に面対称な形状のサイドブスバーとを備える。
【０００７】
この態様によると、サイドブスバーが実質的に面対称な形状を有することにより、接続部と第１パワーモジュールの直流端子との間のインピーダンスと、接続部と第３パワーモジュールの直流端子との間のインピーダンスが均等となる。さらに、センターブスバーの形状を最適化することで、接続部と第２パワーモジュールとの間のインピーダンスも均等とすることができる。これにより、第１〜第３パワーモジュールの直流端子に流入する電流の不均一を抑制することができる。
【０００８】
本発明のある別の態様は、電力変換装置における電源ラインブスバーに関する。電力変換装置のアームに電源ラインブスバーは接続され、アームは、それぞれが少なくともひとつの半導体スイッチを有し、第１方向に対して順に設けられ電気的に並列接続される第１パワーモジュール、第２パワーモジュール、第３パワーモジュールを含む。電源ラインブスバーは、第１接続部が設けられ第１の方向に延設され第１〜第３パワーモジュールとは第１の方向に垂直な第２の方向に離間して設けられたメインブスバーと、第１接続部と第１パワーモジュールの直流端子とを接続しその間に第２接続部が設けられる第１サイドブスバーと、第１接続部と前記第３パワーモジュールの直流端子とを接続しその間に第３接続部が設けられる第２サイドブスバーとを有し、かつ、第２パワーモジュールの直流端子を通る第１の方向に垂直な面と実質的に面対称な形状のサイドブスバーと、第２接続部と第２パワーモジュールの直流端子とを接続し、第３接続部と第２パワーモジュールの直流端子とを接続し、かつ、第２パワーモジュールの直流端子を通る第１の方向に垂直な面と実質的に面対称な形状のセンターブスバーとを備える。
【０００９】
この態様によると、第１接続部と第１パワーモジュールの直流端子との間のインピーダンスと、第１接続部と第３パワーモジュールの直流端子との間のインピーダンスとが均等となる。さらに、センターブスバーの形状や第２、第３接続部の位置を最適化することで、第１接続部と第２パワーモジュールとの間のインピーダンスも均等とすることができる。これにより、第１〜第３パワーモジュールの直流端子に流入する電流の不均一を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電力変換装置における各相のアームとして複数個を並列接続した各パワーモジュールの直流端子へ流入する電流の不均一が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一般的な電力変換装置（インバータ）の回路図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、電力変換装置が備えるアームとパワーモジュールの関係を示す回路図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、電力変換装置が備えるパワーモジュールと電源ラインブスバーを示す回路図である。
【図４】実施例１に係る電源ラインブスバーとパワーモジュールを示す斜視図である。
【図５】実施例１に係る電源ラインブスバーの変形例とパワーモジュールを示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、実施例に係る電源ラインブスバーの模式図である。
【図７】実施例２に係る電源ラインブスバーとパワーモジュールを示す斜視図である。
【図８】実施例２に係る電源ラインブスバーの第１変形例とパワーモジュールを示す斜視図である。
【図９】実施例２に係る電源ラインブスバーの第２変形例とパワーモジュールを示す斜視図である。
【図１０】実施例２に係る電源ラインブスバーの第３変形例とパワーモジュールを示す斜視図である。ある。
【図１１】実施例２に係る電源ラインブスバーの第２変形例と第３変形例とが絶縁された状態でスタックされ、パワーモジュールに接続される様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１３】
実施の形態に係る電力変換装置２の等価回路図は、図１と同様である。本実施の形態では、三相の場合を説明するが、相数は特に限定されない。
【００１４】
上アーム７Ｐ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）ごとに設けられ、１つまたは複数の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴとする）である上側半導体スイッチ８Ｐにより構成され、対応する相の出力端子ＯＵＴ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）と、対応する相の上側電源ラインＬＰである上側電源ラインブスバー９０Ｐ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）との間に設けられる。具体的には、上側半導体スイッチ８Ｐのコレクタは上側電源ラインブスバー９０Ｐ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に接続され、そのエミッタが出力端子ＯＵＴと接続される。また、上側半導体スイッチ８Ｐは、コレクタとエミッタとの間にダイオードが接続される。具体的には、上側半導体スイッチ８Ｐのコレクタがダイオードのカソードに接続され、エミッタがアノードに接続される。
【００１５】
下アーム７Ｎ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）ごとに設けられた、１つまたは複数のＩＧＢＴである下側半導体スイッチ８Ｎによって構成され、対応する相の出力端子ＯＵＴ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）と、対応する相の下側電源ラインＬＮである下側電源ラインブスバー９０Ｎ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）との間に設けられる。具体的には、下側半導体スイッチ８Ｎのコレクタは出力端子ＯＵＴ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）と接続され、そのエミッタが下側電源ラインブスバー９０Ｎ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）と接続される。また、下側半導体スイッチ８Nは、上側半導体スイッチ８Ｐと同様に、コレクタとエミッタの間にダイオードが接続される。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）は、電力変換装置が備えるアーム７とパワーモジュール１０の関係を示す回路図である。パワーモジュール１０は、１つまたは複数のＩＧＢＴである半導体スイッチ８によって構成される。
【００１７】
図２（ａ）は、上側アーム７Ｐを構成する上側半導体スイッチ８Ｐと、下側アーム７Ｎを構成する下側半導体スイッチ８Ｎとが、それぞれ別個のパワーモジュール１０に含まれる場合を示す図である。上アーム７Ｐを構成するパワーモジュール１０は、上側電源ラインＬＰに接続されるべき上側直流端子２０Ｐと、負荷４に接続されるべき上側交流端子３０Ｐを備える。下アーム７Ｎを構成するパワーモジュール１０は、下側電源ラインＬＮに接続されるべき下側直流端子２０Ｎと、負荷４に接続されるべき下側交流端子３０Ｎを備える。
【００１８】
図２（ｂ）は、上側アーム７Ｐを構成する上側半導体スイッチ８Ｐと、下側アーム７Ｎを構成する下側半導体スイッチ８Ｎとが、１個のパワーモジュール１０に含まれる構成を示す図である。パワーモジュール１０は、上側電源ラインＬＰに接続されるべき上側直流端子２０Ｐと、下側電源ラインＬＮに接続されるべき下側直流端子２０Ｎと、負荷４に接続されるべき交流端子３０を備える。
【００１９】
以下、実施の形態では、図２（ｂ）に示すように上アーム７Ｐを構成する上側半導体スイッチ８Ｐと、下アーム７Ｎを構成する下側半導体スイッチ８Ｎとが１個のパワーモジュール１０に含まれる場合について説明する。なお、本発明は、図２（ａ）に示すように上側半導体スイッチ８Ｐと下側半導体スイッチ８Ｎとが別個のパワーモジュール１０に含まれる場合に対しても適用が可能である。
【００２０】
（実施例１）
図３（ａ）は、電力変換装置２が備えるパワーモジュール１０と電源ラインブスバー９０とを示す回路図である。上アーム７Ｐと下アーム７Ｎは、３個並列接続されたパワーモジュール１０である、第１パワーモジュール１１、第２パワーモジュール１２、第３パワーモジュール１３により構成される。
【００２１】
パワーモジュール１１〜１３は、上側直流端子２０Ｐ（２１Ｐ〜２３Ｐ）および下側直流端子２０Ｎ（２１Ｎ〜２３Ｎ）を備える。具体的な配置については、後述の図４の説明にて述べる。
【００２２】
上側電源ラインブスバー９０Ｐは、電源６の正極と、パワーモジュール１１〜１３の上側直流端子２０Ｐである、第１上側直流端子２１Ｐと、第２上側直流端子２２Ｐと、第３上側直流端子２３Ｐとの間に設けられ、上アーム７Ｐに接続される上側電源ラインＬＰとしての機能を果たす。
【００２３】
下側電源ラインブスバー９０Ｎは、電源６の負極と、パワーモジュール１１〜１３の下側直流端子２０Ｎである、第１下側直流端子２１Ｎ、第２下側直流端子２２Ｎ、第３下側直流端子２３Ｎと間に設けられ、下アーム７Ｎに接続される下側電源ラインＬＮとしての機能を果たす。
【００２４】
図３（ｂ）は、電力変換装置２が備えるパワーモジュール１１〜１３と上側電源ラインブスバー９０Ｐとを示す回路図である。上側電源ラインブスバー９０Ｐは、電源６の正極と接続されメインブスバー接続部８０が設けられるメインブスバー５０と、メインブスバー接続部８０と第１上側直流端子２１Ｐとを接続する左サイドブスバー６１と、メインブスバー接続部８０と第２上側直流端子２２Ｐとを接続するセンターブスバー６５と、メインブスバー接続部８０と第３上側直流端子２３Ｐを接続する右サイドブスバー６３を備える。
【００２５】
図３（ｃ）は、電力変換装置２が備えるパワーモジュール１１〜１３と下側電源ラインブスバー９０Ｎとを示す回路図である。構成は、上側電源ラインブスバー９０Ｐと同様である。
【００２６】
なお、電源ラインブスバー９０を構成する各ブスバーの説明に際して、「Ａブスバーは、Ｂ接続部で接続される」という表現を用いるが、ここでの「接続」とは、物理的かつ電気的に接続されることを意味する。具体的には、ＡブスバーとＢ接続部とにそれぞれ設けられた穴を同一軸上でネジ止めする等により固定されることをいう。必要に応じ、ネジを外すことで各ブスバーに分解することができ、再度ネジを用いてブスバーを組み立てることができる。
【００２７】
さらに、電源ラインブスバー９０を構成する各ブスバーの説明に際して、「ある平面に対して実質的に面対称の形状を有する。」という表現を用いるが、ここでの「実質的に面対称」とは、比較対象となるブスバーの形状が厳密な意味で面対称である場合のみではなく、インピーダンスが均等となる程度に対称な形状である場合も含むことを意味する。
【００２８】
図４は、実施例１に係る電源ラインブスバー９１ａとパワーモジュール１１〜１３を示す斜視図である。電源ラインブスバー９１ａは、メインブスバー５０とサイドブスバー６０とセンターブスバー６５とを備える。各ブスバーは、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等導電性に優れた金属板で構成される。
【００２９】
第１パワーモジュール１１、第２パワーモジュール１２、第３パワーモジュール１３は、第１の方向（以下、ｘ軸方向とする）に順に等間隔に配置されている。パワーモジュール１１〜１３は、左側に上側直流端子２０Ｐ（２１Ｐ〜２３Ｐ）および上側交流端子３０Ｐ（３１Ｐ〜３３Ｐ）を備え、右側に下側直流端子２０Ｎ（２１Ｎ〜２３Ｎ）および下側交流端子３０Ｎ（３１Ｎ〜３３Ｎ）を備える。上側直流端子２０Ｐと下側直流端子２０Ｎはパワーモジュール１０の表面に隣接して備えられ、上側交流端子３０Ｐと下側交流端子３０Ｎも同様にパワーモジュール１０の表面に隣接して備えられる。なお、このパワーモジュール１１〜１３の構成は後述の実施例２においても同様である。
【００３０】
メインブスバー５０は、Ｌ字形状に折り曲げられ、パワーモジュール１１〜１３とｘ軸方向に垂直な方向（以下、ｙ軸方向とする）に離隔してｘ軸方向に延設され、第２上側直流端子２２Ｐと同じｘ座標の位置にメインブスバー接続部８０が設けられる。
【００３１】
サイドブスバー６０は、メインブスバー接続部８０と第１上側直流端子２１Ｐとを接続する左サイドブスバー６１と、メインブスバー接続部８０と第３上側直流端子２３Ｐとを接続する右サイドブスバー６３を備える。左サイドブスバー６１と右サイドブスバー６３は、第２上側直流端子２２Ｐを通るｙｚ平面に対して実質的に面対称の形状を有する。
【００３２】
左サイドブスバー６１は、メインブスバー接続部８０においてメインブスバー５０と接続され、メインブスバー５０に沿って−ｘ方向に延び、第１上側直流端子２１Ｐと同じｘ座標にて＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第１上側直流端子２１Ｐと同じｙ座標にて−ｚ方向に折り曲げられて延び、第１上側直流端子２１Ｐと電気的に接続される。
【００３３】
右サイドブスバー６３は、メインブスバー接続部８０においてメインブスバー５０と接続され、メインブスバー５０に沿って＋ｘ方向に延び、第３上側直流端子２３Ｐと同じｘ座標にて＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第３上側直流端子２３Ｐと同じｙ座標で−ｚ方向に折り曲げられて延び、第３上側直流端子２３Ｐと電気的に接続される。
【００３４】
なお、左サイドブスバー６１と右サイドブスバー６３とは、メインブスバー接続部８０にて結合されて一体となったサイドブスバー６０を構成している。
【００３５】
センターブスバー６５は、メインブスバー接続部８０においてメインブスバー５０と接続され、メインブスバー５０に沿って−ｚ方向に延び、第２上側直流端子２２Ｐと同じｚ座標にて＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第２パワーモジュール１２の表面に到達する前で＋ｚ方向に折り曲げられて延び、さらに＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第２上側直流端子２２Ｐと同じｙ座標にて−ｚ方向に折り曲げられて延び、略Ｓ字形状となって第２上側直流端子２２Ｐと電気的に接続される。
【００３６】
図５は、実施例１に係る電源ラインブスバーの変形例である電源ラインブスバー９１ｂとパワーモジュール１１〜１３を示す斜視図である。電源ラインブスバー９１ｂは、電源ラインブスバー９１ａと同様の構成をとるため、以下、相違点のみ言及する。なお、各ブスバーが接続されるべき直流端子２０は、上側直流端子２０Ｐ（２１Ｐ〜２３Ｐ）から下側直流端子２０Ｎ（２１Ｎ〜２３Ｎ）に読み替えるものとする。
【００３７】
センターブスバー６５は、メインブスバー接続部８０においてメインブスバー５０と接続され、メインブスバー５０に沿って＋ｚ方向に延び、その後＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第２下側直流端子２２Ｎと同じｙ座標で−ｚ方向に折り曲げられて延び、略コ字形状となって第２下側直流端子２２Ｎと電気的に接続される。
【００３８】
以上、図４、５を用いて実施例１に係る電源ラインブスバー９０の構成を説明した。図４では、上側電源ラインブスバー９０Ｐとして用いられる電源ラインブスバー９１ａを説明したが、これを下側電源ラインブスバー９０Ｎとして用いることも可能である。図５では、下側電源ラインブスバー９０Ｎとして用いられる電源ラインブスバー９１ｂを説明したが、同様に、これを上側電源ラインブスバー９０Ｐとして用いることも可能である。
【００３９】
図６（ａ）は、電源ラインブスバー９１ａの模式図である。センターブスバー６５が前述の略Ｓ字形状となることで、メインブスバー接続部８０と上側直流端子２２Ｐとの間は、直線的ではなく迂回して接続されることになる。それにより、メインブスバー接続部８０と第１〜３上側直流端子２０Ｐ（２１Ｐ〜２３Ｐ）との間のインピーダンスを均等化させることができる。なお、図６（ｂ）、（ｃ）は後述の実施例２において説明する。
【００４０】
電源ラインブスバー９１ｂも同様に、センターブスバーが前述の略コ字形上となることで、メインブスバー接続部８０と下側直流端子２２Ｎとの間は迂回して接続される。それにより、メインブスバー接続部８０と第１〜３下側直流端子２０Ｎ（２１Ｎ〜２３Ｎ）との間のインピーダンスを均等化させることができる。
【００４１】
実施例１に係るセンターブスバー６５の形状は、前述の略Ｓ字形状や略コ字形状に限定されるものではなく、メインブスバー接続部８０と第２上側直流端子２２Ｐ（または、第２下側直流端子２２Ｎ）との間を迂回させて接続する目的で、他の態様をとることも考えられる。例えば、折り曲げ構造を複数設けた略Ｗ字形状や、略Ｓ字形状を２つ以上直列させた形状などが考えられる。
【００４２】
（実施例２）
図７は、実施例２に係る電源ラインブスバー９２ａとパワーモジュール１１〜１３を示す斜視図である。電源ラインブスバー９２ａは、実施例１に係る電源ラインブスバー９１ａと同様の構成をとるため、以下、相違点のみ言及する。
【００４３】
左サイドブスバー６１は、左サイドブスバー接続部８６が設けられ、メインブスバー接続部８０においてメインブスバー５０と接続され、＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第２パワーモジュール１２の表面に到達する前に−ｘ方向に折り曲げられて延び、第１上側直流端子２１Ｐと同じｘ座標にて＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第１上側直流端子２１Ｐと同じｙ座標にて−ｚ方向に折り曲げられて延び、第１上側直流端子２１Ｐと電気的に接続される。左サイドブスバー接続部８６は、メインブスバー接続部８０と第１上側直流端子２１Ｐとの間に設けられる。
【００４４】
右サイドブスバー６３は、右サイドブスバー接続部８７が設けられ、メインブスバー接続部８０においてメインブスバー５０と接続され、＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第２パワーモジュール１２の表面に到達する前に＋ｘ方向に折り曲げられて延び、第３上側直流端子２３Ｐと同じｘ座標にて＋ｙ方向に折り曲げられ延び、第３上側直流端子２３Ｐと同じｙ座標にて−ｚ方向に折り曲げられて延び、第３上側直流端子２３Ｐと電気的に接続される。右サイドブスバー接続部８７は、メインブスバー接続部８０と第３上側直流端子２３Ｐとの間に設けられる。
【００４５】
なお、左サイドブスバー６１と右サイドブスバー６３とは、メインブスバー接続部８０から＋ｙ方向に延びた部位を共有し、＋ｘ方向と−ｘ方向に分岐する位置にて結合されて一体となったサイドブスバー６０を構成している。
【００４６】
センターブスバー６５は、左サイドブスバー接続部８６と第２上側直流端子２２Ｐを接続する左センターブスバー６６と、右サイドブスバー接続部８７と第２上側直流端子２２Ｐを接続する右センターブスバー６７とを有する。左センターブスバー６６と右センターブスバー６７は、第２上側直流端子２２Ｐを通るｙｚ平面に対して実質的に面対称の形状を有する。左センターブスバー６６と右センターブスバー６７とは第２上側直流端子２２Ｐを原点として通るｙ軸の−ｙ方向の位置で結合し、一体となった略Ｙ字形状センターブスバー６５を構成する。
【００４７】
図８は、実施例２に係る電源ラインブスバー９０の第１変形例である電源ラインブスバー９２ｂとパワーモジュール１１〜１３を示す斜視図である。電源ラインブスバー９２ｂは、電源ラインブスバー９２ａと同様の構成をとるため、以下、相違点のみ言及する。なお、各ブスバーが接続されるべき直流端子２０は、上側直流端子２０Ｐ（２１Ｐ〜２３Ｐ）から下側直流端子２０Ｎ（２１Ｎ〜２３Ｎ）に読み替えるものとする。
【００４８】
左サイドブスバー６１は、左サイドブスバー接続部８６が設けられ、メインブスバー接続部８０においてメインブスバー５０と接続され、＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第１下側直流端子２１Ｎと同じｙ座標にて−ｘ方向に折り曲げられ延び、第１下側直流端子２１Ｎと同じｘ座標にて−ｚ方向に折り曲げられて延び、第１下側直流端子２１Ｎと電気的に接続される。
【００４９】
右サイドブスバー６３は、右サイドブスバー接続部８７が設けられ、メインブスバー接続部８０においてメインブスバー５０と接続され、＋ｙ方向に折り曲げられて延び、第３下側直流端子２３Ｎと同じｙ座標にて＋ｘ方向に折り曲げられ延び、第３下側直流端子２３Ｎと同じｘ座標にて−ｚ方向に折り曲げられて延び、第３下側直流端子２３Ｎと電気的に接続される。
【００５０】
左センターブスバー６６と右センターブスバー６７とは第２下側直流端子２２Ｎを原点として通るｚ軸の＋ｚ方向の位置で結合し、一体となった略Ｙ字形状センターブスバー６５を構成する。
【００５１】
図９は、実施例２に係る電源ラインブスバー９０の第２変形例である電源ラインブスバー９２ｃとパワーモジュール１１〜１３を示す斜視図である。電源ラインブスバー９２ｃは、電源ラインブスバー９２ａと同様の構成をとるため、以下、相違点のみ言及する。
【００５２】
メインブスバー５０は、メインブスバー接続部８０として、左メインブスバー接続部８１と右メインブスバー接続部８３とが設けられる。
【００５３】
サイドブスバー６０は、実施例２とは異なり、左サイドブスバー６１と右サイドブスバー６３とがそれぞれ分離しており、左サイドブスバー６１は左メインブスバー接続部８１と接続され、右サイドブスバー６３は右メインブスバー接続部８３と接続される。
【００５４】
図１０は、実施例２に係る電源ラインブスバー９０の第３変形例である電源ラインブスバー９２ｄとパワーモジュール１１〜１３を示す斜視図である。電源ラインブスバー９２ｄは、電源ラインブスバー９２ｂと同様の構成をとるため、以下、相違点のみ言及する。
【００５５】
メインブスバー５０は、電源ラインブスバー９２ｃと同様に、メインブスバー接続部８０として、左メインブスバー接続部８１と右メインブスバー接続部８３とが設けられる。
【００５６】
サイドブスバー６０は、電源ラインブスバー９２ｃと同様に、左サイドブスバー６１と右サイドブスバー６３とがそれぞれ分離しており、左サイドブスバー６１は左メインブスバー接続部８１と接続され、右サイドブスバー６３は右メインブスバー接続部８３と接続される。
【００５７】
以上、図７〜１０を用いて実施例２に係る電源ラインブスバー９０の構成を説明した。実施例１の場合と同様に、電源ラインブスバー９２ａ〜ｄは、上側電源ラインブスバー９０Ｐとして用いることも可能であり、下側電源ラインブスバー９０Ｎとして用いることも可能である。
【００５８】
図６（ｂ）は、電源ラインブスバー９２ａの模式図である。また、図６（ｃ）は、電源ラインブスバー９２ｃの模式図である。いずれも第２上側直流端子２２Ｐを通るｙ軸に対して実質的に線対称な形状を有する。この構成をとるため、メインブスバー接続部８０（または、左メインブスバー接続部８１）と第１上側直流端子２１Ｐとの間のインピーダンスと、メインブスバー接続部８０（または、右メインブスバー接続部８３）と第３上側直流端子２３Ｐとの間のインピーダンスは均等化される。
【００５９】
図６（ｂ）は、電源ラインブスバー９２ａの模式図である。電源ラインブスバー９２ａは、第２上側直流端子２２Ｐを通るｙ軸に対して実質的に線対称な形状を有する。この構成をとるため、メインブスバー接続部８０と第１上側直流端子２１Ｐとの間のインピーダンスと、メインブスバー接続部８０と第３上側直流端子２３Ｐとの間のインピーダンスは均等化される。電源ラインブスバー９２ｂについても同様である。
【００６０】
図６（ｃ）は、電源ラインブスバー９２ｃの模式図である。電源ラインブスバー９２ａと同様に、第２上側直流端子２２Ｐを通るｙ軸に対して実質的に線対称な形状を有する。この構成をとるため、左メインブスバー接続部８１と第１上側直流端子２１Ｐとの間のインピーダンスと、右メインブスバー接続部８３と第３上側直流端子２３Ｐとの間のインピーダンスは均等化される。電源ラインブスバー９２ｄについても同様である。
【００６１】
センターブスバー６５が前述の略Ｙ字形状となることで、メインブスバー接続部８０と上側直流端子２２Ｐとの間は、直線的ではなく迂回して接続される。それにより、メインブスバー接続部８０（または、左右メインブスバー接続部８１、８３）と第１〜３上側直流端子２０Ｐ（２１Ｐ〜２３Ｐ）との間のインピーダンスを均等化させることができる。
【００６２】
なお、センターブスバー６５の形状は、前述の略Ｙ字形状に限定されるものではなく、略Ｖ字形状などの左右対称な形状が考えられる。また、メインブスバー接続部８０（または、左右メインブスバー接続部８１、８３）と第２上側直流端子２２Ｐ（または、第２下側直流端子２２Ｎ）との間のインピーダンスを均等化させる目的で、部分的に形状を変更したり、インピーダンスの異なる材料を採用したりする改造が考えられる。
【００６３】
例えば、部分的な形状変更として穴をあける、幅や厚さを変える、端部を削るなどの加工が考えられる。また、インピーダンスの異なる材料を採用することとして、センターブスバー６５全体の材料を右サイドブスバー６１または右サイドブスバー６３と異なるものを採用する、センターブスバー６５の表面に導電性の物質を貼付または塗布することが考えられる。さらには、形状変更と材料変更を組み合わせることも考えられる。
【００６４】
また、採用するパワーモジュール１１〜１３の仕様に合わせて、電源ラインブスバー９０の設計変更を行う場合、センターブスバー６５の形状や材料のみを変更することでインピーダンス均等化のための調整を行うことができる。これにより、設計変更に係る検討の範囲が限定される。さらに、センターブスバー６５と左右サイドブスバー接続部６７、６８とがネジ止めされているため、変更されたセンターブスバー６５を容易に取り替えることができ、調整にかかる手間を減らす効果が期待される。
【００６５】
図１１は、電源ラインブスバー９２ｃと電源ラインブスバー９２ｄとが絶縁された状態でスタックされ、パワーモジュール１１〜１３に接続される様子を示す模式図である。電源ラインブスバー９２ｃは、電源ラインブスバー９２ｄと＋ｙ方向にスタックされ、対応するパワーモジュール１１〜１３の直流端子に接続される。
【００６６】
なお、電源ラインブスバー９２ｃと電源ラインブスバー９２ｄとをスタックした際にそれぞれが空間的に干渉しないような形状の最適化がなされている。具体的には、電源ラインブスバー９２ｃの左サイドブスバー６１、右サイドブスバー６３、センタブスバー６５は、第２上側直流端子２２Ｐからみて−ｚ方向であるメインブスバー５０の外側に張り出している。一方、電源ラインブスバー９２ｄの左サイドブスバー６１、右サイドブスバー６３、センタブスバー６５は、第２下側直流端子２２Ｎからみて＋ｚ方向であるメインブスバー５０の内側に収められている。
【００６７】
同様に、電源ラインブスバー９１ａと電源ラインブスバー９１ｂとをスタックした際や、電源ラインブスバー９２ａと電源ラインブスバー９２ｂとをスタックした際にも、それぞれが空間的に干渉しないような形状の最適化がなされている。
【００６８】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。
【００６９】
電力変換装置２における上側電源ラインブスバー９０Ｐと下側電源ラインブスバー９０Ｎは、いずれか一方が実施例に係る電源ラインブスバー９１ａ、ｂおよび９２ａ〜ｄのいずれかを備えていてもよいし、両方がそれらのいずれかを備えていてもよい。後者の場合、上側電源ラインブスバー９０Ｐと下側電源ラインブスバー９０Ｎの組み合わせは、実施例に係る電源ラインブスバー９１ａ、ｂおよび９２ａ〜ｄのいずれかを選んで任意に組み合わせることが可能である。
【００７０】
実施の形態では、パワーモジュール１０に含まれる半導体スイッチ８としてＩＧＢＴを用いたものを紹介したが、その他、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタ、サイリスタなどその他の半導体スイッチおよびそれらを組み合わせたものに対しても適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
２  電力変換装置
４  負荷
６  電源
ＬＰ  上側電源ライン
ＬＮ  下側電源ライン
ＯＵＴ  出力端子
７  アーム
７Ｐ  上アーム
７Ｎ  下アーム
８  半導体スイッチ
８Ｐ  上側半導体スイッチ
８Ｎ  下側半導体スイッチ
１０  パワーモジュール
１１  第１パワーモジュール
１２  第２パワーモジュール
１３  第３パワーモジュール
２０  直流端子
２１  第１直流端子
２２  第２直流端子
２３  第３直流端子
２０Ｐ  上側直流端子
２１Ｐ  第１上側直流端子
２２Ｐ  第２上側直流端子
２３Ｐ  第３上側直流端子
２０Ｎ  下側直流端子
２１Ｎ  第１下側直流端子
２２Ｎ  第２下側直流端子
２３Ｎ  第３下側直流端子
３０  交流端子
３０Ｐ  上側交流端子
３１Ｐ  第１上側交流端子
３２Ｐ  第２上側交流端子
３３Ｐ  第３上側交流端子
３０Ｎ  下側交流端子
３１Ｎ  第１下側交流端子
３２Ｎ  第２下側交流端子
３３Ｎ  第３下側交流端子
５０  メインブスバー
６０  サイドブスバー
６１  左サイドブスバー
６３  右サイドブスバー
６５  センターブスバー
６６  左センターブスバー
６７  右センターブスバー
８０  メインブスバー接続部
８１  左メインブスバー接続部
８３  右メインブスバー接続部
８６  左サイドブスバー接続部
８７  右サイドブスバー接続部
９０、９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ  電源ラインブスバー
９０Ｐ  上側電源ラインブスバー
９０Ｎ  下側電源ラインブスバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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